JP2017009856A - 液体現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体現像剤は、複数のトナー粒子と、電気絶縁性を有する液体キャリアとを含有する。トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアを被覆する中間層と、中間層を被覆するシェル層とを含む。トナーコアは、アクリル酸系樹脂を含む。中間層は、吸着助剤としてアミノ基含有ポリエステル樹脂を含む。シェル層は、スチレン−アクリル酸系樹脂を含む。
【選択図】なし
Description
本発明の実施形態に係る現像剤は、液体現像剤である。本実施形態に係る液体現像剤は、複数のトナー粒子(以下、トナーと記載する場合がある)と、電気絶縁性を有する液体キャリアとを含有する。トナー粒子は、液体キャリア中に分散している。本実施形態に係る液体現像剤は、例えば、湿式の電子写真装置(湿式画像形成装置)で用いることができる。
(1)トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアを被覆する中間層と、中間層を被覆するシェル層とを含む。トナーコアは、アクリル酸系樹脂を含む。中間層は、吸着助剤としてアミノ基含有ポリエステル樹脂を含む。シェル層は、スチレン−アクリル酸系樹脂を含む。
(2)アミノ基含有ポリエステル樹脂のアミン価は、70mgKOH/g以上250mgKOH/g以下である。アクリル酸系樹脂及びスチレン−アクリル酸系樹脂の酸価は、各々独立に30mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である。
(3)アミノ基含有ポリエステル樹脂の含有量は、液体現像剤に対して0.1質量%以上5.0質量%以下である。
アミン価(mgKOH/g)=[(A−B)×f×5.611]/S・・・(式1)
式1中、Aは試料の滴定に要した0.1mol/L過塩素酸酢酸標準溶液の使用量(mL)を表し、Bは空試験の滴定に要した0.1mol/L過塩素酸酢酸標準溶液の使用量(mL)を表し、fは0.1mol/L過塩素酸酢酸標準溶液のファクター(補正係数)を表す。なお、f=1.012である。
本実施形態の液体現像剤に含有されるトナー粒子は、トナーコアと、トナーコアを被覆する中間層と、中間層を被覆するシェル層とを含む。
トナーコアは、結着樹脂としてアクリル酸系樹脂を含有する。トナーコアは、必要に応じて、内添剤(例えば、着色剤、離型剤、又は電荷制御剤)を含有してもよい。なお、トナーコアが例示した成分の全てを有していることは必須ではなく、トナーの用途に応じて必要のない成分(例えば、着色剤、離型剤、又は電荷制御剤)を割愛してもよい。以下、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及びトナーコアの製造方法を説明する。
トナーコアに含まれる結着樹脂としては、アクリル酸系樹脂が用いられる。結着樹脂としてアクリル酸系樹脂を用いることにより、トナーコア中の着色剤の分散性、トナーの帯電性、及び記録媒体に対するトナーの定着性を向上させることができる。
トナーコアは、必要に応じて着色剤を含んでいてもよい。着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。着色剤の使用量は、100質量部の結着樹脂に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
トナーコアは、黒色着色剤を含有していてもよい。本実施形態に係る液体現像剤のトナー粒子はシェル層が剥離しにくいため、トナーコアが露出しにくい。このため、着色剤の中でも比較的導電性が高い黒色着色剤をトナー粒子が含んでいても、本実施形態に係る液体現像剤は、現像性及び転写性に優れる。黒色着色剤の例としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、又はアニリンブラックが挙げられる。黒色着色剤は、トナー粒子が帯電を保持し易く導通しにくい観点から、高い絶縁性を有する材料で被覆される黒色着色剤を用いることが好ましい。黒色着色剤は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用いて黒色に調色された着色剤であってもよい。
トナーコアは、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、又はシアン着色剤のようなカラー着色剤を含有していてもよい。
トナーコアは、必要に応じて離型剤を含んでいてもよい。離型剤は、液体現像剤に含まれるトナーの定着性及び耐オフセット性を向上させる目的で使用される。液体現像剤に含まれるトナーの定着性及び耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の使用量は、100質量部の結着樹脂に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、5質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
トナーコアは、必要に応じて電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベル及び帯電立ち上がり特性を向上させて、耐久性及び安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。トナーの帯電立ち上がり特性は、所定の帯電レベルに短時間でトナーを帯電させることができるか否かの指標である。
中間層は、トナーコアを被覆する。中間層は、吸着助剤としてアミノ基含有ポリエステル樹脂を含む。アミノ基含有ポリエステル樹脂は、例えば、ポリエステルと、アミン化合物との反応生成物が挙げられる。ポリエステルとしては、例えば、脂肪族ヒドロキシカルボン酸が挙げられる。脂肪族ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物、又はε−カプロラクトンの開環重合物が挙げられる。12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物とは、複数の12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物が縮合重合により得られるポリエステルである。ポリアミン化合物としては、例えば、ポリアリルアミン、ポリエチレンポリアミン、ジアルキルアミノアルキルアミン(より具体的には、ジメチルアミノプロピルアミン等)、又はポリビニルアミンが挙げられる。アミノ基含有ポリエステル樹脂は、12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物とポリアリルアミンとの反応生成物又は12−ヒドロキシステアリン酸自己縮合物とポリエチレンポリアミンとの反応生成物が好ましい。
シェル層は、中間層を被覆する。トナーコアは、一層のシェル層で被覆されてもよいし、複数のシェル層で被覆されてもよい。シェル層は、スチレン−アクリル酸系樹脂を含む。スチレン−アクリル酸系樹脂は、トナーコアの表面に付着して、融着融合し、比較的硬いシェル層を形成する。そのため、スチレン−アクリル酸系樹脂により形成されるシェル層は、機械的ストレスによって埋没しにくく、トナーコアに対して移動しにくい(ズレにくい)。シェル層は、必要に応じて電荷制御剤を含んでいてもよい。以下、スチレン−アクリル酸系樹脂、電荷制御剤、及びシェル層の物性を説明する。
シェル層を構成するスチレン−アクリル酸系樹脂は、スチレン系単量体とアクリル酸系単量体との共重合体である。スチレン系単量体、及びアクリル酸系単量体は、各々一種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
シェル層は、必要に応じて電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベル又は帯電立ち上がり特性を向上させて、耐久性又は安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。
シェル層の厚さは、1nm以上20nm以下であることが好ましく、1nm以上10nm以下であることがより好ましい。シェル層の厚さが20nm以下であると、液体現像剤に含まれるトナーを記録媒体へ定着させる際の加熱及び加圧によりシェル層が容易に破壊されるようになる。その結果、トナーコアに含まれる結着樹脂及び離型剤の各々の軟化又は溶融が速やかに進行し、液体現像剤に含まれるトナーを低温で記録媒体に定着させることが可能になる。さらに、シェル層の厚さが20nm以下であるとシェル層の帯電性が強くなり過ぎないため、画像形成が適正に行われるようになる。一方、シェル層の厚さが1nm以上であると、シェル層の強度が十分大きくなり、トナーが衝撃(例えば、輸送時の衝撃)を受けた場合でも、シェル層が破壊されにくくなる。その結果、トナーの保存性が向上する。
トナー粒子は、公知の方法により調製することができる。トナー粒子は、例えば、上述のトナーコア、アミノ基含有ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル酸系樹脂の微粒子分散液、及び水性媒体を混合し、加熱することにより得ることができる。加熱方法は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。加熱方法としては、例えば、静止状態で加熱する方法、又は攪拌下で加熱する方法が挙げられる。加熱温度は特に限定されず、目的に応じて適宜選択することができる。スチレン−アクリル酸系樹脂の微粒子を中間層に付着し固定化するという観点から、加熱温度は50℃以上60℃以下であることが好ましい。
上述のトナーコア、アミノ基含有ポリエステル樹脂、及びシェル層を用いて、トナー粒子が形成される。トナー粒子の形状はカプセル化の工程で円形になる。カプセル化後のトナー粒子の数平均円形度は、0.95以上0.99以下であることが好ましい。数平均円形度は、複数のトナー粒子の円形度を測定し、測定された円形度の平均値を算出することで、得ることができる。詳しくは、例えば、フロー式粒子像分析装置(シスメックス株式会社製「FPIA(登録商標)3000」)を用いて、3000個のトナー粒子を測定する。触覚型の複雑な形状を有するトナー粒子を含む液体現像剤も知られている。しかし、液体キャリアの粘度が高くなった場合に、高速で現像、転写されるためには数平均円形度の高いトナーが好ましい。
本実施形態に係る液体現像剤は、液体キャリアを含有する。液体キャリアは電気絶縁性を有する。液体キャリアには、複数のトナー粒子が分散している。
液体現像剤の製造方法は、トナーコア準備工程、シェル層形成工程、トナー粒子分散工程を含む。以下、トナーコア準備工程、シェル層形成工程、及びトナー粒子分散工程を説明する。
トナーコア準備工程では、例えば、トナーコアを作製する。トナーコアは、乾式粉砕法、湿式製造法(例えば、溶解懸濁造粒法)、及び高圧乳化製造法の何れかを用いて調製することができる。
乾式粉砕法を用いる場合、以下のようにしてトナーコアを調製することができる。まず、結着樹脂と着色剤とを、流動混合装置(例えば、FMミキサー、日本コークス工業株式会社製「FM20C/I」)を用いて混合する。得られた混合物を、混練機(例えば、オープンロール型2本ロール連続混練機、日本コークス工業株式会社製「ニーデックスMOS−160型」)を用いて混錬する。得られた混練物を冷却した後、粉砕機(例えば、ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粗粉砕する。得られた粗粉砕物を、粉砕機(例えば、水冷ローター式の機械式粉砕機、フロイント・ターボ株式会社製「ターボミル」)を用いて粉砕する。これにより、トナーコアを得る。
湿式製造法は、均一な球状の樹脂粒子を高収率で得られる点で有利である。湿式製造法のなかでも、使用可能な樹脂の種類が多いこと、分子量調整が容易であること、樹脂を良好にブレンドできること、粒度分布がシャープであることから、溶解懸濁造粒法を用いることが好ましい。さらに、溶解懸濁造粒法では、単純な工程で比較的簡単な操作によってトナーコアを得ることができるため、トナーコアの生産効率が向上すると共にコストダウンを図ることができる。
高圧乳化製造法を用いる場合には、以下のようにしてトナーコアを調製することができる。結着樹脂と、必要に応じて内添剤とを、流動式混合装置(例えば、FMミキサー、日本コークス工業株式会社製「FM20C/I」)を用いて混合する。得られた混合物を、混練機(例えば、オープンロール型2本ロール連続混練機、日本コークス工業株式会社製「ニーデックスMOS−160」)を用いて混練する。その後、得られた混練物を冷却する。続けて、冷却された混練物を、粉砕機(例えば、ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粗粉砕する。さらに粗粉砕物を、粉砕機(例えば、超音速ジェット粉砕機、日本ニューマチック工業株式会社製「LJ−3」)を用いて粉砕する。これにより、結着樹脂(必要に応じて内添剤を含んでもよい)の粒子を得る。
シェル層形成工程では、トナーコアの表面に中間層を介してシェル層を形成する。詳しくは、トナーコアの分散液と、スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液と、吸着助剤とを混合して混合液を調製する。混合液を加熱して、トナーコアの表面に中間層が形成され、中間層の表面にシェル層が形成される。シェル層形成工程では、トナーコアの表面にまず吸着助剤が選択的に付着し、トナーコアの表面を被覆する。続いて、トナーコアの表面を被覆する吸着助剤に、スチレン−アクリル酸系樹脂粒子が付着すると考えられる。この状態で加熱されるため、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆する中間層と、中間層を被覆するシェル層とを含むトナー粒子が作製される。また、トナーコアの表面に吸着助剤を介して付着した複数のスチレン−アクリル酸系樹脂粒子が加熱されて融着、融合し、シェル層が形成される。このため、比較的硬いシェル層が形成される。このように、本実施形態に係る現像剤のトナー粒子は、スチレン−アクリル酸系樹脂がシェル層として付着及び固定化されているため、機械的ストレスが与えられたとしても、シェル層がトナー粒子から剥離しにくい。例えば、トナー粒子の表面から、黒色着色剤であるカーボンブラックが露出しにくい。
トナー粒子分散工程では、トナー粒子を液体キャリア中に分散させる。トナー粒子が水性媒体に懸濁した状態(懸濁液)で液体キャリア中への分散に用いられる場合には、トナー粒子を含む懸濁液を乾燥させて、完全に水性媒体を除去した後、乾燥したトナー粒子を液体キャリアに分散させることにより、液体現像剤を得ることができる。また、トナーコアが上述の湿式製造法で調製される場合には、トナー粒子を含む懸濁液をドライアップ又はフラッシングすることにより、液体キャリアに分散させることができる。ドライアップは、トナー粒子を含む懸濁液を完全に乾燥させ、乾燥したトナー粒子を液体キャリアに分散させる方法である。フラッシングは、以下の方法で行われる。まず、トナー粒子を含む懸濁液を濾過して水分を除去し、ウェットケーキ状のトナー粒子(含水率10%程度)を得る。得られたウェットケーキ状のトナー粒子を液体キャリアに分散し、攪拌しながら減圧留去する。これにより、ウェットケーキ状のトナー粒子に含まれる水性溶媒を、液体キャリアで置換する。
以下、本実施形態の液体現像剤の物性について説明する。液体現像剤の粘度は、測定温度20℃において、10mPa・s以上175mPa・s以下であることが好ましい。
まず、実施例で用いた試料の物性の測定方法について説明する。
酸価(AV)は、JIS(日本工業規格)K0070−1992に記載の方法に従って測定した。
アミン価は、前述の電位差滴定法に従って測定した。
示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)を用いて、試料の吸熱曲線を得た。得られた吸熱曲線における比熱の変化点から、試料のガラス転移点(Tg)を求めた。
数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定した。
調製された液体現像剤の粒度分布は、粒度分布測定機(マルバーンインストルメンツ社製「マスターサイザー(登録商標)2000」)を用いて測定した。試料として、キャリアオイルで100倍希釈した液体現像剤を用いた。粒度分布は、フロー方式によって測定した。これにより、水中で調製したコアシェル型トナー粒子をキャリアオイル中で解砕する際に生じたシェル層由来の微粉の有無(シェル層の剥離)を確認した。なお、液体現像剤の調製、及びシェル層の剥離については後述する。
液体現像剤に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、粒度分布測定装置(マルバーンインストルメンツ社製「マスターサイザー(登録商標)2000」)を用いて測定した。トナーコア及びトナーコアを形成する樹脂粒子の体積中位径(D50)は、精密粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製「コールターカウンターマルチサイザー3」)を用いて測定した。シェル層を形成する樹脂粒子の体積中位径(D50)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製「LA−920」)を用いて測定した。
次に、以下に示す方法によって、液体現像剤である液体現像剤(A−1)〜(A−7)、及び(B−1)〜(B−3)を調製した。液体現像剤の調製では、まず、トナーコアと、シェル層の原料とを調製した。調製されたトナーコアと中間層の材料とシェル層の原料とを用いて、トナー粒子を調製した。調製されたトナー粒子を液体キャリア中に分散させることで、液体現像剤を調製した。
トナーコアの調製において、トナーコアの結着樹脂として4種類のアクリル酸系樹脂(A)〜(D)を使用した。以下、アクリル酸系樹脂(A)〜(D)の各々の調製方法について説明する。
4つ口フラスコを反応容器として用いた。この4つ口フラスコは、窒素導入管、滴下ロート、温度計、冷却管及び攪拌機を備えた反応容器であった。反応容器をウォーターバスにセットした。反応容器に、メチルエチルケトン100質量部、及びアゾビス−2−メチルブリロニトリルの20質量%メチルエチルケトン溶液2.5質量部を投入した。続けて、ウォーターバスを用いて反応容器の内容物を75℃に昇温した。続けて、反応容器の内容物を75℃(メチルエチルケトンの還流温度)に保持し、かつ反応容器内のメチルエチルケトンを窒素ガスでバブリングしながら、単量体混合物を2時間かけて均一な速度で滴下して反応容器内に投入した。この単量体混合物は、アクリル酸5.1質量部、メタクリル酸メチル54.8質量部、アクリル酸エチル40.1質量部の単量体混合物であった。滴下終了後も反応容器の内容物を75℃で2時間保持した。
4つ口フラスコを反応容器として用いた。この4つ口フラスコは、窒素導入管、滴下ロート、温度計、冷却管及び攪拌機を備えた反応容器であった。反応容器をウォーターバスにセットした。反応容器に、単量体混合物A(組成:アクリル酸11.5質量%、メタクリル酸メチル72.5質量%、アクリル酸ブチル16.0質量%)30質量部及びメチルエチルケトン100質量部を投入した。続けて、ウォーターバスを用いて反応容器の内容物を80℃に昇温した。続けて、反応容器内にアゾビス−2−メチルブリロニトリルの30質量%メチルエチルケトン溶液10質量部を投入し、反応を開始させた。反応容器の内容物を80℃(反応温度、メチルエチルケトンの還流温度)に保持し、かつ反応容器内のメチルエチルケトンを窒素ガスでバブリングして、反応させた。反応開始10分後から1時間かけて、単量体混合物(前述の組成を有する単量体混合物A)70質量部及びアゾビス−2−メチルブリロニトリルの30質量%メチルエチルケトン溶液10質量部を均一な速度で滴下して反応容器内に投入した。滴下終了後も反応容器の内容物を80℃で2時間保持した。
単量体混合物Aに変えて単量体混合物B(組成:アクリル酸10.5質量%、メタクリル酸メチル76.5質量%、アクリル酸ブチル13.0質量%)を用いた以外は、アクリル酸系樹脂(B)の調製と同様にして、アクリル酸系樹脂(C)を得た。得られたアクリル酸系樹脂(C)は、以下のような物性を有していた:数平均分子量(Mn)2,200、酸価(AV)44mgKOH/g、ガラス転移点(Tg)45℃。
単量体混合物Aに変えて単量体混合物C(組成:アクリル酸8.5質量%、メタクリル酸メチル80.5質量%、アクリル酸ブチル11.0質量%)を用いた以外は、アクリル酸系樹脂(B)の調製と同様にして、アクリル酸系樹脂(D)を得た。得られたアクリル酸系樹脂(D)は、以下のような物性を有していた:数平均分子量(Mn)2,500、酸価(AV)26mgKOH/g、ガラス転移点(Tg)43℃。
アクリル酸系樹脂(A)〜(D)の何れかを用いてトナーコアを調製した。また、トナーコアは、乾式粉砕法及び湿式製造法を用いて調製した。
トナーコア(A)を、乾式粉砕法及び湿式製造法により調製した。具体的には、以下の手順でトナーコア(A)を調製した。アクリル酸系樹脂(A)1000質量部と、着色剤としてのカーボンブラック(キャボットジャパン株式会社製「REGAL(登録商標)330R」)250質量部とを、流動式混合装置FMミキサー(日本コークス工業株式会社製、FM20C/I)を用いて20℃以上35℃以下の温度で5分間混合した。続けて、得られた混合物を、オープンロール型2本ロール連続混練機(日本コークス工業株式会社製「ニーデックスMOS−160」)を用いて混練した。その後、得られた混練物を冷却した。続けて、冷却された混練物を、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粗粉砕し、さらに水冷ローター式の機械式粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミル」)を用いて粉砕した。続けて、得られた粉砕物を、分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェット」)を用いて分級した。これにより、6.0μmの体積中位径(D50)を有する黒色の樹脂粒子(A−1)を得た。
アクリル酸系樹脂(A)をアクリル酸系樹脂(B)に変えた以外は、樹脂粒子(A−1)の調製と同様の方法で樹脂粒子(B−1)を得た。得られた樹脂粒子(B−1)は、7.0μmの体積中位径(D50)を有する黒色の樹脂粒子であった。樹脂粒子(A−1)を樹脂粒子(B−1)に変え、5質量%塩化マグネシウム水溶液の添加量10.5質量部を9.5質量部に変更した以外は、樹脂粒子(A−2)の調製と同様の方法で樹脂粒子(B−2)を得た。樹脂粒子(A−2)を樹脂粒子(B−2)に変えた以外は、トナーコア(A)の分散液と同様の方法で、トナーコア(B)の分散液を得た。得られたトナーコア(B)の体積中位径は、1.7μmであった。
アクリル酸系樹脂(A)をアクリル酸系樹脂(C)に変えた以外は、樹脂粒子(A−1)の調製と同様の方法で樹脂粒子(C−1)を得た。得られた樹脂粒子(C−1)は、8.3μmの体積中位径(D50)を有する黒色の樹脂粒子であった。樹脂粒子(A−1)を樹脂粒子(C−1)に変えた以外は、樹脂粒子(A−2)の調製と同様の方法で樹脂粒子(C−2)を得た。樹脂粒子(A−2)を樹脂粒子(C−2)に変えた以外は、トナーコア(A)の分散液と同様の方法で、トナーコア(C)の分散液を得た。
アクリル酸系樹脂(A)をアクリル酸系樹脂(D)に変えた以外は、樹脂粒子(A−1)の調製と同様の方法で樹脂粒子(D−1)を得た。得られた樹脂粒子(D−1)は、7.3μmの体積中位径(D50)を有する黒色の樹脂粒子であった。樹脂粒子(A−1)を樹脂粒子(D−1)に変えた以外は、樹脂粒子(A−2)の調製と同様の方法で樹脂粒子(D−2)を得た。樹脂粒子(A−2)を樹脂粒子(D−2)に変えた以外は、トナーコア(A)の分散液と同様の方法で、トナーコア(D)の分散液を得た。得られたトナーコア(D)の体積中位径は、1.8μmであった。
次に、シェル層の原料として、2種類のスチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A)及び(B)を使用した。以下、スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A)及び(B)の調製方法を説明する。
4つ口フラスコを反応容器として用いた。この4つ口フラスコは、窒素導入管、滴下ロート、温度計、冷却管及び攪拌機を備えた反応容器であった。反応容器をウォーターバスにセットした。反応容器にドデシル硫酸ナトリウム1.0質量部及びイオン交換水650質量部を投入した。反応容器の内容物を80℃に昇温した。続いて、反応容器に、過硫酸カリウム1.0質量部をイオン交換水300質量部に溶解させた過硫酸カリウム水溶液を添加した。添加終了15分後に、スチレン85質量部、アクリル酸ブチル15質量部、及びn−オクチルメルカプタン0.8質量部の混合液を、反応容器内に90分かけて滴下し、反応容器の内容物を60分間、80℃に保持した。その後、反応容器の内容物を冷却して、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体である樹脂の微粒子分散液(スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A))を得た。
4つ口フラスコを反応容器として用いた。この4つ口フラスコは、攪拌棒、及び温度計を備えた反応容器であった。反応容器をウォーターバスにセットした。反応容器に、イオン交換水1200質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(三洋化成工業製「エレミノールRS−30」)7質量部、スチレン40質量部、メタクリル酸40質量部、アクリル酸ブチル55質量部、過硫酸アンモニウム0.5質量部を投入した。反応容器内の混合物を、回転速度800回転/分で10分間攪拌して、白色の乳濁液を得た。得られた乳濁液を加熱して反応容器内の温度が80℃になるまで昇温し、6時間反応させた。続いて、反応容器内に、0.4質量%過硫酸アンモニウム水溶液100質量部を加え、80℃で5時間熟成させた。これにより、スチレン−アクリル酸系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の微粒子分散液(スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(B))を得た。
トナーコア(A)〜(D)の分散液の何れか、吸着助剤A〜Cの何れか、及びスチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A)〜(B)の何れかを用いて、トナー粒子を調製した。続いて、調製されたトナー粒子を液体キャリア中に分散させることで、液体現像剤(A−1)〜(A−7)、及び(B−1)〜(B−3)を調製した。以下、液体現像剤(A−1)〜(A−7)、及び(B−1)〜(B−3)の調製方法を説明する。
洗浄したトナーコア(A)の分散液200質量部に、吸着助剤A(日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパーズ(登録商標)11200」、アミン価74mgKOH/g)3質量部、及びスチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A)5質量部を、25℃で容器に投入した。容器の内容物を25℃で3分間攪拌した後、1℃/分の昇温速度で60℃まで加熱した。続いて、容器の内容物を60℃で1時間保持し、トナー粒子(A−1)の分散液(トナー粒子懸濁液(A−1))を得た。
洗浄したトナーコア(B)の分散液200質量部に、吸着助剤B(日本ルーブリゾール株式会社製「ソルスパーズ(登録商標)13940」、アミン価250mgKOH/g)3質量部、及びスチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(B)5質量部を、25℃で容器に投入した。容器の内容物を、25℃で3分間攪拌した後、1℃/分の昇温速度で60℃まで加熱した。続いて、容器の内容物を60℃で1時間保持し、トナー粒子(A−2)の分散液(トナー粒子懸濁液(A−2))を得た。
吸着助剤A:3質量部を吸着助剤B:3質量部に変更した以外は、液体現像剤(A−1)と同様の方法で液体現像剤(A−3)を得た。得られた液体現像剤(A−3)の粒度分布を測定したところ、粒子径0.1μm以上0.5μm以下の範囲に、剥離したシェル層由来のピークが見られないことが確認された。液体現像剤(A−3)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
吸着助剤B:3質量部を吸着助剤A:3質量部に変更した以外は、液体現像剤(A−2)と同様の方法で液体現像剤(A−4)を得た。得られた液体現像剤(A−4)の粒度分布を測定したところ、粒子径0.1μm以上0.5μm以下の範囲に、剥離したシェル層由来のピークが見られないことが確認された。液体現像剤(A−4)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
トナーコア(A)の分散液の代わりにトナーコア(C)の分散液を用いた以外は、液体現像剤(A−1)と同様の方法で液体現像剤(A−5)を得た。得られた液体現像剤(A−5)の粒度分布を測定したところ、粒子径0.1μm以上0.5μm以下の範囲に、剥離したシェル層由来のピークが見られないことが確認された。液体現像剤(A−5)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
トナーコア(B)の分散液の代わりにトナーコア(D)の分散液を用いた以外は、液体現像剤(A−2)と同様の方法で液体現像剤(A−6)を得た。得られた液体現像剤(A−6)の粒度分布を測定したところ、粒子径0.1μm以上0.5μm以下の範囲に、剥離したシェル層由来のピークが見られないことが確認された。液体現像剤(A−6)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
吸着助剤A:3質量部を吸着助剤C(味の素ファインテクノ株式会社製「アジスパー(登録商標)PB821」アミン価10mgKOH/g)3質量部に変更した以外は、液体現像剤(A−1)と同様の方法で液体現像剤(A−7)を得た。得られた液体現像剤(A−7)の粒度分布を測定したところ、粒子径0.1μm以上0.5μm以下の範囲に、剥離したシェル層由来のピークが見られないことが確認された。液体現像剤(A−7)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
洗浄後のトナーコア(A)の分散液を遠心分離処理し、トナーコア懸濁液(固形分濃度38%)を得た。得られたトナーコア懸濁液を吸引濾過することにより、固形分(トナーコアE)を取り出した。取り出したトナーコアEを、温度30℃、気圧0.2MPaの条件で24時間乾燥した。得られたトナーコアE:20質量部、液体キャリア(流動パラフィン、株式会社MORESCO製「モレスコホワイトP−55」)80質量部、及び直径1mmのジルコニアボール90質量部を、容器に加えて混合した。混合物を、ロッキングミル(株式会社セイワ技研製「RM−70」)を用いて、駆動周波数60kHzにて1時間分散させた。これにより、液体現像剤(B−1)が得られた。
トナーコア(A)の分散液の代わりにトナーコア(B)の分散液を用いた以外は、液体現像剤(B−1)と同様の方法で液体現像剤(B−2)を得た。液体現像剤(B−2)の調製では、スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液を添加していないため、得られたトナー粒子にはシェル層が形成されなかった。そのため、粒度分布測定による剥離したシェル層由来のピークの確認は行わなかった。液体現像剤(B−2)に含まれるトナー粒子の体積中位径(D50)は、2.0μmであった。
トナーコアE:30質量部、スチレン−アクリル酸系樹脂粒子分散液(A)15質量部、及びイオン交換水240質量部を容器に投入した。容器の内容物を、25℃で3分間攪拌した後、1℃/分の昇温速度で60℃まで加熱した。続いて、容器の内容物を60℃で1時間保持し、トナー粒子(B−3)の懸濁液を得た。
得られた液体現像剤(A−1)〜(A−7)、及び(B−1)〜(B−3)の何れかを画像形成装置にセットし、画像形成装置により画像を形成した。画像形成の過程の現像工程と転写工程において、各液体現像剤の現像性と転写性とを評価した。以下、画像形成装置、画像形成条件、現像性の評価、及び転写性の評価を説明する。
評価用画像形成装置として、京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の評価用実験機を用いた。
画像濃度の評価においては、評価用画像形成装置を用いて、次の条件で画像を形成した。
・システム速度:440mm/秒
・感光体(正帯電):アモルファスシリコン
・感光体電位:暗電位+550V/明電位0V
・現像電圧(現像ローラー印加電圧):+400V
・一次転写電圧(転写ローラー印加電圧):+300V
・二次転写電流:−20μA
・定着ローラー温度:90℃
液体現像剤(A−1)〜(A−7)、及び(B−1)〜(B−3)の粘度が10mPa・s以上175mPa・s以下(測定温度20℃)になるように調整した。粘度が調製された液体現像剤の何れかを、現像ローラー上に塗布し、現像ローラー上に厚さ5μmの液体現像剤層(現像剤層)を形成した。現像ローラーに400Vの電圧を印加し、現像コロナチャージの電界を形成した。これにより、現像ローラー上の現像剤層を、トナー粒子層と、トナー粒子層上の溶媒層(キャリア層)とに2層化させた。現像ローラー上にある2層化された現像剤層を、現像位置において、感光体ドラムの表面に接触させた。現像電界によって、トナー粒子層に含まれるトナー粒子を、感光体ドラム上の静電潜像に引きつけ、トナー像を現像した。これにより、感光体表面の静電潜像が形成された領域(画像形成領域)にトナー粒子を付着させ、静電潜像に対応するトナー層を形成した。
D1=(3枚のメンディングテープの反射濃度の和)−(元のメンディングテープの反射濃度×3)・・・(式2)
(感光体表面の非画像形成領域の反射濃度D2の算出)
D2=(非画像領域の反射濃度の最大値)−(元のメンディングテープ反射濃度)・・・(式3)
◎(非常に良い):D1が1.5以上であり、且つD2が0.02以下であった。
○(良い):D1が1.3以上1.5未満であり、且つD2が0.02超0.05以下であった。
×(悪い):D1が1.3未満であり、且つD2が0.05超であった。
上述の現像性の評価において、感光体ドラム上に現像されたトナー像を、中間転写ベルトに一次転写(中間転写)した。続いて、一次転写されたトナー像を、中間転写ベルトから記録紙(三菱製紙株式会社製「EP−Lグロス」)に二次転写し、記録紙に画像を形成した。二次転写前の中間転写ベルト上のトナーの質量(G3)と、二次転写後の中間転写ベルト上のトナーの質量(G4)とを測定した。測定されたG3及びG4に基づき、下記式4に従って転写率T1を算出した。算出された転写率T1に基づき、下記基準に従って、転写性を評価した。◎(非常に良い)及び○(良い)の評価結果を合格とした。
転写率T1[質量%]=[(G3−G4)/G3]×100・・・(式4)
◎(非常に良い):T1が95%以上であった。
○(良い):T1が90%以上95%未満であった。
×(悪い):T1が90%未満であった。
液体現像剤(A−1)〜(A−7)及び(B−1)〜(B−3)について、各々の評価結果(現像性及び転写性)を表2に示す。
Claims (4)
- 複数のトナー粒子と、電気絶縁性を有する液体キャリアとを含有する液体現像剤であって、
前記トナー粒子は、トナーコアと、前記トナーコアを被覆する中間層と、前記中間層を被覆するシェル層とを含み、
前記トナーコアは、アクリル酸系樹脂を含み、
前記中間層は、吸着助剤としてアミノ基含有ポリエステル樹脂を含み、
前記シェル層は、スチレン−アクリル酸系樹脂を含む、液体現像剤。 - 前記アミノ基含有ポリエステル樹脂のアミン価は、70mgKOH/g以上250mgKOH/g以下であり、
前記アクリル酸系樹脂及び前記スチレン−アクリル酸系樹脂の酸価は、各々独立に30mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である、請求項1に記載の液体現像剤。 - 前記アミノ基含有ポリエステル樹脂の含有量は、前記液体現像剤に対して0.1質量部以上5.0質量部以下である、請求項1又は2に記載の液体現像剤。
- 前記トナーコアは、着色剤としてカーボンブラックをさらに含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の液体現像剤。
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